JP5436679B2 - 2連電磁弁および蒸散ガス処理システム - Google Patents
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Description
実施の形態1.
図1に示す蒸散ガス処理システムでは、燃料タンク1内で揮発した蒸散ガスをキャニスタ2内で一時的に回収し、エンジン7内に発生する負圧を利用してキャニスタ2からエンジン7へ蒸散ガスを引き込んで再燃焼させることで、外部への排出を防止する。キャニスタ2とエンジン7をつなぐ吸引通路3には、チャンバ5と一体化した2連電磁弁4が配設され、制御部8の駆動信号に応じて蒸散ガス量を制御する。
コイル11への通電を止めると、プランジャ16がスプリング17に付勢されてバルブシート18aを閉弁し、蒸散ガスのエンジン7への流入が止まる。
コイル21への通電を止めると、プランジャ26がスプリング27に付勢されてバルブシート28aを閉弁し、蒸散ガスのエンジン7への流入が止まる。
なお、図2では蒸散ガスが筒状流路18,28の内周側からバルブシート18a,28aを通って外周側へ流れる、即ち負圧印加方向とプランジャ16,26の開弁方向が同一であって、負圧が開弁方向に働く逆吸引仕様の第1電磁弁10と第2電磁弁20を用いたが、それぞれ正吸引仕様にしてもよい。正吸引仕様については後述の実施の形態2で説明する。
図6は、2連電磁弁4の動作タイミングを示すグラフであり、図6(a)は第1電磁弁10、図6(b)は第2電磁弁20、図6(c)は2連電磁弁4全体を示す。各グラフとも横軸に時間[ms]、縦軸に流量Q[L/min]を示す。制御部8が出力する駆動信号は、所定のDuty周期Tを有し、Duty比が大きくなるにつれ流量が増大する。図6(a)および図6(b)に示すように、互いの駆動信号の位相を180度ずらして波形を反転させ、第1電磁弁10と第2電磁弁20の駆動周期をずらすことで、図6(c)に示すように脈動波形が連続波形になる。この結果、2連電磁弁4の脈動を低減することができる。
図8は、2連電磁弁4の流量特性(破線)を示すグラフであり、横軸に駆動信号のDuty比[%]、縦軸に流量Q[L/min]を示す。第1電磁弁10と第2電磁弁20の最大流量はそれぞれ0.5×Q0ずつの同一流量とし、2連電磁弁4全体の最大流量をQ0とする。実線は、最大流量Q0の電磁弁(単体)の流量特性、または最大流量0.5×Q0の電磁弁を2個同時駆動させた場合の流量特性を示す。
図9の例では、2連電磁弁4全体の最大流量をQ0とし、例えば第1電磁弁10の最大流量を0.25×Q0、第2電磁弁20の最大流量を0.75×Q0とする。0〜0.25×Q0までの流量領域は第2電磁弁20を常時閉弁させると共に第1電磁弁10をDuty駆動させて流量制御を行い、0.25×Q0〜Q0までの流量領域は第1電磁弁10を常時開弁させると共に第2電磁弁20をDuty駆動させて流量制御を行う。これにより、2連電磁弁4を大流量化させつつ、更なる低流量制御(流量分解能)の向上が可能となる。
なお、第1電磁弁10の最大流量を大きく、第2電磁弁20の最大流量を小さくしてもよいことは言うまでもない。
特に、吸引ポート31および排出ポート32のいずれか一方の中心軸位置を、筒状流路18,28間の中心位置に配置することにより、通気抵抗を最小限に抑えることができる。
特に、駆動信号のDuty周期の位相を互いに180度反転させることにより、脈動波形を連続波形にして、脈動を低減できる。また、第1電磁弁10と第2電磁弁20のうちの一方の電磁弁を全開または全閉させ、他方の電磁弁の開度を調整させることにより、発生する脈動は小流量の電磁弁1台分のみにでき、2連電磁弁4全体としての脈動音を低減できる。
特に、第1電磁弁10と第2電磁弁20の最大流量を同一にした2連電磁弁4に対して、制御部8は、最大流量未満の流量領域を制御する場合に、一方の電磁弁を全閉させると共に他方の電磁弁の開度を調整し、最大流量以上の流量領域を制御する場合に、一方の電磁弁を全開させると共に他方の電磁弁の開度を調整する。
さらに、一方の電磁弁の最大流量に対し他方の電磁弁の最大流量が小さい2連電磁弁4に対しては、制御部8は、小さい方の最大流量未満の流量領域を制御する場合に、この小さい最大流量の電磁弁の開度を調整すると共に他方の電磁弁を全閉させ、小さい方の最大流量以上の流量領域を制御する場合に、この小さい最大流量の電磁弁を全開させると共に他方の電磁弁の開度を調整することにより、低流量域の流量分解能をさらに向上させることができる。
上記実施の形態1では、第1電磁弁10および第2電磁弁20をともに逆吸引仕様にしたが、異なる吸引仕様にしてもよい。
図10は、第1電磁弁10および第2電磁弁20の吸引仕様が異なる構成の2連電磁弁4の構成例を示す。なお、図10において図2〜図6と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
一方、正吸引仕様の電磁弁は、図11に細線で示すように高負圧時にDuty比をある程度大きくしないと蒸散ガスが流れず、かつその後の立ち上がり流量も大きくなり、高負圧域での動作性(流量分解能)が悪い。そこで、高負圧域での動作性を向上させるために、コイルを大型化したり磁気効率を改善したりして、高電磁吸引力をもたせる必要がある。
このように、逆吸引仕様では低負圧時の動作性向上のために高電磁吸引力が必要となり、正吸引仕様では高負圧時の動作性向上のために高電磁力吸引が必要となるトレードオフの関係にあり、大流量制御のためには母体のスケールアップは避けられない。
また、第1電磁弁10を正吸引仕様にして、第2電磁弁20を逆吸引仕様にしてもよいことは言うまでもない。
なお、本願発明はその発明の精神の範囲内において、各実施の形態の自由な組合せ、あるいは変形が可能である。
Claims (10)
- 吸引ポート、排出ポート、およびチャンバからなるハウジングと、
前記チャンバ内に挿入されて前記吸引ポートと前記排出ポートに連通する流路部、および弁を可動させて該流路部を開閉するソレノイド部を有する第1電磁弁と、
前記チャンバ内に挿入されて前記吸引ポートと前記排出ポートに連通する流路部、および弁を可動させて該流路部を開閉するソレノイド部を有する第2電磁弁と、
前記第1電磁弁の流路部の一方と前記第2電磁弁の流路部の一方を合流して前記吸引ポートへ接続する、前記ハウジングに設けた接続通路とを備え、
前記ハウジングは、前記吸引ポートを、前記一対の電磁弁の流路部間に配置し、前記吸引ポートの中心軸位置を、前記一対の電磁弁の流路部間の中心位置に配置することを特徴とする2連電磁弁。 - 前記一対の電磁弁のうちの一方の電磁弁は流路部を開弁方向に流体が流れ、他方の電磁弁は流路部を閉弁方向に流体が流れる構成であることを特徴とする請求項1記載の2連電磁弁。
- 前記一対の電磁弁へそれぞれ駆動信号を出力して、該駆動信号のDuty比に応じて弁開度を個別に調整する制御部を備えることを特徴とする請求項1記載の2連電磁弁。
- 前記制御部は、前記一対の電磁弁へ出力する駆動信号のDuty周期の位相を互いに異ならせることを特徴とする請求項3記載の2連電磁弁。
- 前記制御部は、前記一対の電磁弁へ出力する駆動信号のDuty周期の位相を互いに180度反転させることを特徴とする請求項4記載の2連電磁弁。
- 前記制御部は、前記一対の電磁弁のうちの一方の電磁弁を全開または全閉させ、他方の電磁弁の開度を調整させることを特徴とする請求項3記載の2連電磁弁。
- 前記制御部は、前記一対の電磁弁のうちの一方の電磁弁の最大流量を越える流量領域を制御する場合に、該一方の電磁弁を全開させると共に他方の電磁弁の開度を調整することを特徴とする請求項3記載の2連電磁弁。
- 前記一対の電磁弁は、最大流量が同一であり、
前記制御部は、前記最大流量未満の流量領域を制御する場合に、一方の電磁弁を全閉させると共に他方の電磁弁の開度を調整し、前記最大流量以上の流量領域を制御する場合に、一方の電磁弁を全開させると共に他方の電磁弁の開度を調整することを特徴とする請求項7記載の2連電磁弁。 - 前記一対の電磁弁は、一方の電磁弁の最大流量に対し他方の電磁弁の最大流量が小さく、
前記制御部は、小さい方の最大流量未満の流量領域を制御する場合に、該小さい最大流量の電磁弁の開度を調整すると共に他方の電磁弁を全閉させ、該小さい方の最大流量以上の流量領域を制御する場合に、該小さい最大流量の電磁弁を全開させると共に他方の電磁弁の開度を調整することを特徴とする請求項7記載の2連電磁弁。 - 燃料タンク内で揮発した蒸散ガスを回収するキャニスタと、
前記キャニスタで回収した蒸散ガスを、負圧により吸引して再燃焼させるエンジンと、
前記キャニスタと前記エンジンを接続する配管を流れる蒸散ガス量を制御する請求項1記載の2連電磁弁とを備える蒸散ガス処理システム。
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